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喜报!天昊微生物“Accu16S®细菌绝对定量测序技术”喜获国家发明专利授权


原创 上海天昊生物


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近日,从国家知识产权局获悉,我司微生物Accu16S®细菌绝对定量测序技术喜获国家发明专利正式授权,授权发明创造名称为:基于内参序列的细菌菌群组成与绝对含量检测的方法”(专利号:ZL 2019 1 0295389.X)。这是天昊生物立足“自主研发、创新驱动发展理念,围绕微生物组学检测方法取得的又一重要成果。本专利的授权将进一步奠定天昊生物在微生物扩增子测序方面的优势地位。


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本项专利由天昊生物自主研发和设计,我们通过聚焦传统微生物扩增子测序“只能相对定量,不知绝对丰度”的技术痛点,经过公司研发团队年多的努力,最终选择添加已知拷贝数内标序列这一普适性强,NGS高通量测序兼容性好的技术路线。通过数十项研发测试,不断优化检测过程,借助公司的AccuCopy®专利技术平台,克服了难以精准控制内标序列比例这一技术难点,提高了技术的检测准确度,扩大了适用样本检测范围,并且开发了配套的生信分析流程及绝对定量云平台,最终在2018年底成功推出了“天昊微生物Accu16S®绝对定量测序”检测服务,并顺利提交了该技术专利申请。


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传统的微生物扩增子相对定量测序的“技术痛点”:
1、只能获得相对定量结果,可能推导出错误结论;
2、传统qPCR等方法定量费时费力,无法避免跨平台系统误差;

3、针对特殊样本,无法排除PCR抑制剂干扰。


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上图为微生物群“相对丰度(Relative abundance)”和“绝对丰度(Absolute abundance)”随时间变化比较示意图。只检测相对定量数据会掩盖了潜在微生物群落的动态变化,使变化过程中的差异更难被发现。(图片来源:Nature2021


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上图为人类肠道菌群变化与微生物定量方法之间存在差异。本研究发现克罗恩氏病患者(CD)和对照人群(Control)粪便微生物的“相对丰度(RMP)”和“绝对丰度(QMP)”结果,在一些菌属中存在显著性差异。只考虑“相对定量”结果,可能会造成结论的错误或者关键菌属信息的丢失。(图片来源:Nature2017


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天昊扩增子绝对定量测序专利技术原理:
本专利技术是通过向样品DNA添加天昊创新型人工合成的已知拷贝数内标序列,然后进行16S扩增子文库构建、测序,再根据内标序列reads数及其绝对拷贝数绘制出标准曲线,最后可获得样品中OTU代表序列对应的细菌物种绝对拷贝数。

相对定量是由测序reads得到OTU,然后经过抽平后再进行生信分析。而天昊扩增子绝对定量测序是在获得测序reads,得到OTU后,不抽平,直接利用标准曲线换算成绝对拷贝数后进行分析。此外,我们的检测服务同样提供经过抽平后的相对定量分析结果,以及相对和绝对定量联合分析结果,可谓“一次检测,三套数据”,结果更加全面准确


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天昊扩增子绝对定量测序专利技术流程



天昊扩增子绝对定量测序专利技术优势:

  • 一次检测,三套数据,结果更丰富;
  • 对样本的需求量要求低,避免因样本无备份等造成的无法检测情况;
  • 检测通量高,检测合格范围内各类菌种均可绝对定量;
  • 相对定量和绝对定量数据相互印证,减少传统相对定量假阳性问题;
  • 避免跨平台qPCR定量的系统误差;
  • 避免因样本DNA抽提等原因造成的PCR抑制剂残留对结果准确性的影响;
  • 避免qPCR等定量实验碰到的引物设计和优化难题;
  • 内标法比qPCR在定量上具有更高的灵敏度和更好的一致性。


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截至目前,天昊客户利用微生物绝对定量测序共发表SCI文章42篇,其中JCR分区在Q1区的高分文章多达25篇,研究领域涉及医学、环境、食品、农学和生态等各个领域,样本类型包括人类及动物粪便、土壤、体外发酵液、水体生物膜、酒类发酵物及口拭子DNA样本等。

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天昊微生物“Accu16S®细菌绝对定量测序技术”国家发明专利的获得,是我们长期坚持创新带动发展的新技术成果,有利于进一步增强我司核心技术的保护,通过发挥公司自主知识产权优势,促进技术创新,为提高产品服务的市场竞争力发挥重要的作用。


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上海天昊生物科技有限公司,2008年4月创建于上海浦东张江高科技园区。2014年天昊生物被评为“高新技术企业”。2018年1月,天昊生物获得“科技型中小企业”荣誉称号。2018年3月天昊生物荣获“浦东新区企业研发机构”称号,2023年被评为“上海市专精特新中小企业”。

目前天昊生物在人类医学遗传、动植物和微生物领域已经涵盖了科研服务体系超过100类,迄今已经为国内外近1300多家科研院校、医疗单位和生物公司提供了超过2万多项科研技术服务。

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近年来,天昊生物在进行高质量技术服务的同时始终重视自主创新,独立研发了AccuCopy®、 CNVplex®多重DNA拷贝数检测技术,iMLDR®、SNPscan®多重SNP分型方法等具有国际水平的专利技术。另外利用二代测序平台不断研发出多项创新型基因分析技术,如FastTarget®多重目的区域富集测序技术、SSRseq®超高通量SSR分型技术、MethylTarget®及多重目的区域甲基化富集测序技术等。

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